Анализ стоимостных показателей железобетонной плиты междуэтажного перекрытия многоэтажного каркасного здания

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт Строительства  и Архитектуры

Кафедра « Железобетонные и каменные конструкции»

 

 

 

 

Расчётно-графическая  работа

« Анализ стоимостных показателей  железобетонной плиты междуэтажного перекрытия многоэтажного каркасного здания »

 

 

 

 выполнил: Шадрина К.Ю.

ИГУН-4-3

проверил: доцент Беликов А.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Москва

2012 г.

АННОТАЦИЯ.

В РГР произведена компоновка плана сборного междуэтажного перекрытия каркасного здания. Назначены размеры  плит перекрытия П1, ПР1, ПР2, и выполнены расчеты плиты П1 по Iгруппе предельных состояний. Рассчитаны показатели её себестоимости и трудозатрат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ РГР:

Аннотация            2

Содержание            3

1. Проектирование сборного  балочного перекрытия      4

1.1. Компоновка конструктивной  схемы сборного перекрытия    4

2. Расчет и конструирование  многопустотной предварительно напряженной плиты 7

2.1. Исходные данные         7

2.2. Расчет и конструирование  плиты по предельному состоянию I-ой группы 8

3. Анализ стоимостных  показателей плиты                14

3.1. Определение расхода  (массы) объема бетона              14

3.2. Определение расхода  арматуры и закладных деталей             14

3.3 Определение фактической  стоимости стальной арматуры              15

3.4 Определение себестоимости и трудоемкости арматурных изделий;           15   3.5 Расчет себестоимости и трудозатрат при заготовке напрягаемой арматуры     16

  3.6 Расчет себестоимости и трудоемкости натяжения электротермическим способом напрягаемой арматуры на форму по агрегатно-поточной технологии;            16

  3.7 Расчет себестоимости и трудозатрат на укладку ненапрягаемой арматуры и закладных деталей в форму;                   16

  3.8 Расчет себестоимости и трудозатрат на приготовление бетонной смеси;           16

  3.9 Затраты на формование  изделия;                17

  3.10 Затраты на содержание формы;                17

  3.11 Стоимость пара.                            17   4. Анализ фактической себестоимости и трудоемкости                          18

4.1 Фактическая себестоимость и трудоемкость 1 пог.м.;             18

4.2 Фактическая себестоимость  и трудоемкость 1 м³;              18

4.3 Соотношение затрат на бетон и сталь;                        18

4.4 Анализ расходов.                   19 Выводы                     20

Литература                    21

 

 

 

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНОГО БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

1.1. Компоновка  конструктивной схемы сборного  междуэтажного перекрытия с размерами  в осях 26,4х48,6 м

1) назначаем число пролетов

4,8 м ≤  l₁ (l₂) ≤ 7,2 м÷0,1 М

3 ≤ m ≤ 6

l₁= B/m=26,4/3=8,8 м – не подходит; =26,4/4=6,6 м → 5 осей

2) определяем размер шага, учитывая 

4 ≤ n ≤ 9

l₂=L/n=48,6/6=6,075 м – не подходит; =48,6/9=5,4 м → 10 осей

l_k=l_i-2b/2-2δ=5400-200-2*10=5180 мм

3) выбираем направление  ригелей

Из условия жесткости  предпочтительней выбирать направление  вдоль ширины здания ↑

b_п1=(l₁-2b₁)/k=(6600-2*700)/4=1300 мм

b₁=(400,450..750)÷0,5М;  k=2..5

b_пр1=2b₁=2*700=1400 мм

b_пр2=b₁+b_k/2=700+200=900 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1 Конструктивная схема  здания

4) формирование поперечного  сечения 

b_f =b_п1-10мм=1300-10=1290 мм

b_{f '} = b_f -30 мм=1290-30=1260 мм

δ=26 мм; r=d+ δ=159+26=185 мм

δ₁=160 мм

n=( b_f-2 δ₁)/2=(1290-2*160)/185=5,243243

(остаток* r)/2=(0,243243*185)/2=22,5

22,5+ δ₁=22,5+160=182,5 (подходит, должно быть в пределах 150÷202)

k=n+1=5+1=6 – количество отверстий

Определяем величину постоянной нагрузки, приходящейся на 1 кв.м. плиты

q_n= γ_b==3,165 кН/м

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. К расчету плиты  перекрытия

 

 

 

 

 

 

 

2. РАСЧЕТ  И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ  ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ

2.1. Исходные данные

• Определение нагрузок, приходящихся на 1 кв.м., представим в таблице

Вид нагрузки	Нормативное значение, kH/м2	Коэффициент надежности, γf	Расчетное значение, kH/м3
Постоянная по типу пола
Доска половая по лагам, δ=40 мм	5·0,04=0,2	1,3	0,26
ЦПС, δ=30 мм	18,0·0,03=0,54	1,3	0,702
Железобетонная плита	3,165	1,1	3,48
Итого: q	3,91		4,44
Временная нагрузка
Перегородки, δ=120 мм	0,5	1,2	0,6
Полная временная нагрузка по заданию v	3	1,5	4,5
Кратковременная нагрузка vsh	2	1,2	2,4
Длительная часть vlon	1	1,2	1,2
Итого v	3,5		5,1
ВСЕГО	7,41		9,54

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной  ширине b_п=1,3 м и y_n =1 определяется как:

q=∑q· b_п ·γ_n=4,44·1,3·1=5,772 кН/м

(q+v)=9,54·1,3·1=12,402 кН/м

• Материал для плиты

 

- Бетон: тяжелый класс по прочности на сжатие В20

R_bn=R_{b ser}=15,0 МПа

R_btn=R_{bt ser}=1,35 МПа

R_b= 11,5 МПа

R_bt= 11,5 МПа

γ_b1=0,9

E_b=27,5·10³ МПа

 

Технология изготовления плиты: агрегатно-поточная. Плита подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении; напряжение напрягаемой арматуры на упор осуществляется электротермическим способом

 

- Арматура: продольная напрягаемая А600

R_sn=R_{s ser}=600 МПа

R_s=520 МПа;  E_s=2·10⁵ МПа;

Ненапрягаемая арматура А500

R_s=435 МПа;   R_sw=300 МПа

 

2.2.  Расчет и  конструирование плиты по предельному  состоянию  I-ой группы

• Определение внутренних усилий

- расчетный пролет плиты  в соответствии  с рис.2

l₀=l_i-b_p+(b-2δ)/2=l₂-0,31=5,09 м

-поперечное сечение плиты  заменяется эквивалентным двутавровым  рис.3

 

 

 

 

 

 

Рис. 3 Расчетное сечение  плиты

b=b_f-k·159=1290-6·159=336 мм=33,6 см

h_{f ’}=h_f =(h-d)/2=(220-150)/2=30,5 мм

h₀=h-a=220-30=190 мм

- расчетная схема плиты  рис.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4 Расчетная схема  плиты и эпюры усилий

 

Однопролетная шарнирно-опертая балка, загруженная равномерно-распределенной нагрузкой 15,25 кН/м

- усилие от полной расчетной   нагрузки

а) изгибающий момент

M= l₀²= 5,09² = 40,16 кН·м

б) поперечная сила

Q= l₀ = 5,09 = 31,56 кН

- расчет прочности нормального сечения при действии изгибающего момента

При расчете по прочности  расчетное поперечное сечение принимается  двутавровым с полкой в сжатой зоне. Свесы полок не учитываются в растянутой зоне, если соблюдается условие:

(b'_f-b)/2 ≤ l_k, где l_k=l_i-(b+2δ)= 5,4-0,22=5,18 м

(1260-336)/2=46,2 ≤ 86,33=518/6

 
Проверяем положение границы  сжатой зоны по условию:

M ≤ M_x=hf’=γ_b1·R_b·h_{f ’}·b_{f ’}·(h_o-h_{f ’}/2)=0,9·1,15·3,05·12,6·(19-3,05/2)=695,1 кН/см

40,16 ≤  69,51

Условие соблюдается, т.е. рассчитывается в пределах всей полки 

 

 

 

 

• - определяем значение α_m=M/( γ_b1·R_b·b_{f ’} ·h_o²) =4016/(0,9·1,15·126·19²)=0,0853

Вычисляем значение ξ=1-_m=1-=0,0893

 

Для определения случая разрушения 3 стадии необходимо знать граничное значение относительной высоты сжатой зоны ξ_R по формуле:

 

ξ_R=0,8/(1+)=0,8/(1+)=0,435

 

*_sel=(R_s+400-δ_sp)/E_s=(520+400-332)/2·10⁵=0,00294, где

δ_sp=0,8· γ_sp·R_sn-∆_δsp(2)=0,8·0,9·600-100=332 МПа

α_R= ξ_R(1-0,5 ξ_R)=0,435(1-0,5·0,435)=0,34

Сопоставим α_m и α_R, ξ  и ξ_R

α_m=0,0853 ˂ α_R=0,34  

ξ=0,0893 ˂ ξ_R=0,435=>1 случай разрушения

- расчетная площадь A_sp

A_sp=( γ_b1·R_b·b_{f ’} ·h_o·*)/( γ_s3·R_s)=( 0,9·1,15·126·0,0893·19)/(1,1·52)=3,868 см2

γ_s3=1,1 – коэффициент условия работы предварительно напряженной арматуры

При полученной расчетной  площади A_sp назначаем конструктивную площадь, которая определяется 

A_sp^k=(1,05..1,1) A_sp=4,061..4,255

Подбор арматуры:

Конструктивную площадь  представляем как сумму n-го количества стержней с площадью, принятого d арматуры:

 A_sp^k=n·f_ds

Количество стержней 4     12 А600  A_sp=4,52 см

• Расчет прочности плиты на действие поперечной силы

1) При действии Q=31,56 кН проверяем условие прочности сечения по наклонной бетонной полосе между трещинами

31,56 ≤ Q=_b1· γ_b1·R_b·b·h₀=0,3·0,9·1,15·33,6·19=198,2 кН

Условие выполняется, прочность  сечения по наклонной сжатой бетонной полосе обеспечена

2) Расчет предварительно напряженного изгибаемого элемента по наклонному сечению производят по условию

Q ≤ Q_b+Q_sw

Q_bmin ≤ Qb=_b2· γ_b1·R_bt·b·h₀²)/c ≤ Q_bmax

с – проекция наклонной трещины = (0,8..2) h₀

Q_bmin=0,5· γ_b1·R_bt·b·h₀=0,5·0,9·0,09·33,6·19=25,86 кН

Нормы допускают Q_b=Q_b1= Q_bmin, тогда

Q_sw=Q-Q_b1=31,56-25,86=5,7 кН

3) Проверяем условие:

q_sw > 0,25· γ_b1·R_bt·b, где q_sw= Q_sw/h_o=5,7/19=0,3

0,3 ˂ 0,25·0,9·0,09·33,6=0,68

Условие не выполняется, поэтому  берем большое значение q_sw=0,68

q_sw=(R_swA_sw)/S_w =>

S_w – шаг поперечных стержней, принимается с учетом конструктивных требований, при h≤450 мм  S_w=h/2=110,  берем для удобства 10 см

A_sw= (q_sw S_w)/ R_sw=(0,68·10)/30,0=0,2267 см² – суммарная площадь поперечных стержней. Принимаем на приопорном участке 2 стержня d=4 мм, класс В500 с A_sw=0,25 см²

• В балках и ригелях различного поперечного сечения должны соблюдаться соотношения сторон: b/h=0,4-0,5.

Арматура в балках объединяется в каркасы плоские и пространственные.

Рабочая арматура в конструкции  располагается в соответствии с  эпюрами расчетных усилий Q и N , при этом должны соблюдаться требования по защите арматуры от коррозии и также сохранение расчетного проектного положения.

В сварных каркасах должно соблюдаться соотношение:

ds / dsw = 3-4 (из условия свариваемости)

Шаг поперечных стержней в  направлении длины элемента  Sw определяется расчетом и назначается с учетом конструктивных требований. Они учитывают расчетную схему элемента и нагрузку.

Нормы в СП рекомендуют  шаги поперечных стержней для конструкций  различной высоты:

 

Высота элемента, мм	Sw, мм
	приопорные, lk/4	пролетные, lk/2
До 400 Свыше 400	150 > Sw1 <ho/2   ho/3 > Sw1 < 300	1/4ho > Sw1 < 300   3/4ho > Sw1 < 500

 

 Шаги должны быть  кратные.

Рабочая предварительно напрягаемая арматура A_sp^k, принятая в виде 4 стержней      12 А600   

      Расчетное количество напрягаемых стержней размещается в нижней полке в крайних ребрах и в ребрах – промежутках между отверстиями через одно или два. Стержни размещаются симметрично относительно средней оси.

l_sp=l_k=5,18 м;

l_k/4+20=1315 мм – длина каркаса; 1315/100=13,15 следовательно 14 стержней поперечных и 2 стержня продольных, по 15 мм в каждую сторону

 

 

 

 

 

 

 

Распределительная арматура в плите представлена, установленной конструктивно в виде сетки С1 – шт.1; С2 – шт. 2; и петлей подъема П-1 – шт. 4

 Сетка С1

 Располагается в верхней полке плиты на расстоянии 15 мм от верхней поверхности плиты

B=b_{f ‘}-20÷40 мм=1260-30=1230 мм

l_s=l_k-40÷60 мм=5180-50=5130 мм

Шаг стержней в продольном и поперченном направлении 200 мм; 5130/200=25,65, следовательно, 26 стержней поперек и отступ 65 мм в каждую сторону

l₂=1230 мм, 1230/200=6,15, следовательно 7 стержней вдоль и отступ 15 мм в каждую сторону

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сетка С2 (2шт.)

Располагается в нижней полке на приопорном участке с заведением ее в крайние ребра на высоту 205 мм, ширина 320 мм

Длина незагибаемой части сетки С2 вычисляется по формуле:

l₁=1290-2*50=1190 мм;

Шаг 200 мм: 1190/200=5,95, следовательно, 6 стержней поперек и отступ 95 мм в каждую сторону. Всего в поперечном направлении 6+2=8 стержней

Вся длина сетки 1190+2*205=1600 мм

Петли подъема (4шт.)

- По боковым поверхностям  плиты предусматривается устройство тарельчатых шпонок d_шп=100 мм, r=200 – шаг шпонок,

количество шпонок == = 22,9;

n=22+1=23

Устанавливаем размер δ₁=δ+ =300+ = 390 мм ≤ 390 мм

Проверка: 2δ₁+r(n-1) = l_k

2390+200(23-1)= 5180 условие выполняется

Распределение шпонок на боковой  поверхности на чертеже и рис.5 представляется на половинном размере l_k